機(jī)器學(xué)習(xí)（MATLAB版）-教學(xué)大綱

《機(jī)器學(xué)習(xí)（MATLAB版）》教學(xué)大綱課程信息課程名稱：機(jī)器學(xué)習(xí)（MATLAB版）課程類別：素質(zhì)選修課/專業(yè)基礎(chǔ)課課程性質(zhì)：選修/必修計(jì)劃學(xué)時(shí)：64計(jì)劃學(xué)分：4先修課程：無選用教材：《機(jī)器學(xué)習(xí)（MATLAB版）》，馬昌鳳，柯藝芬主編，2023年，電子工業(yè)出版社教材。適用專業(yè)：本課程可作為高校各專業(yè)的信息技術(shù)專業(yè)課程，也可作為社會(huì)相關(guān)從業(yè)人員的參考課程。課程負(fù)責(zé)人：二、課程簡介人工智能是當(dāng)前最熱門的話題之一，計(jì)算機(jī)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展更是將對(duì)人工智能的研究推向了一個(gè)新的高潮。人工智能是研究模擬和擴(kuò)展人類智能的理論與方法及其應(yīng)用的一門新興技術(shù)科學(xué)。作為人工智能核心研究領(lǐng)域之—的機(jī)器學(xué)習(xí)，其研究動(dòng)機(jī)是使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有人的學(xué)習(xí)能力，以實(shí)現(xiàn)人工智能。當(dāng)前，機(jī)器學(xué)習(xí)算法正處于蓬勃發(fā)展的階段，可謂如火如茶，方興未艾。機(jī)器學(xué)習(xí)是這些領(lǐng)域的核心技術(shù)，對(duì)這些領(lǐng)域的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。本課程力求系統(tǒng)而詳細(xì)地介紹機(jī)器學(xué)習(xí)的基本理論與算法，既注意保持理論分析的嚴(yán)謹(jǐn)性，又注重機(jī)器學(xué)習(xí)算法的實(shí)用性，同時(shí)強(qiáng)調(diào)機(jī)器學(xué)習(xí)算法的思想和原理在計(jì)算機(jī)上的實(shí)現(xiàn)。三、課程教學(xué)要求序號(hào)專業(yè)畢業(yè)要求課程教學(xué)要求關(guān)聯(lián)程度1工程知識(shí)1.掌握機(jī)器學(xué)習(xí)的基本理論和方法以及機(jī)器學(xué)習(xí)的核心技術(shù)。2.了解機(jī)器學(xué)習(xí)的應(yīng)用領(lǐng)域和市場(chǎng)需求，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)提供指導(dǎo)。L2問題分析1.學(xué)會(huì)對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)算法中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析和解決，包括硬件故障、軟件錯(cuò)誤、網(wǎng)絡(luò)問題等。2.學(xué)會(huì)進(jìn)行故障排除和維修和計(jì)算方法，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理應(yīng)用。H3設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案1.掌握機(jī)器學(xué)習(xí)算法的分類，能將機(jī)器學(xué)習(xí)算法應(yīng)用到工作和生活領(lǐng)域中。2.學(xué)會(huì)進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試和驗(yàn)證，以確保系統(tǒng)的質(zhì)量和性能符合要求。H4研究L5使用現(xiàn)代工具1.掌握機(jī)器學(xué)習(xí)算法研發(fā)的現(xiàn)代工具，如仿真軟件、調(diào)試工具等。2.學(xué)會(huì)使用現(xiàn)代工具進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，提高工作效率和準(zhǔn)確性。M6工程與社會(huì)1.了解機(jī)器學(xué)習(xí)算法研發(fā)的產(chǎn)品對(duì)社會(huì)的影響和作用，以及相關(guān)的法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。2.學(xué)會(huì)將相應(yīng)技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)和社會(huì)服務(wù)中，為社會(huì)做出貢獻(xiàn)。L7環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展L8職業(yè)規(guī)范L9個(gè)人和團(tuán)隊(duì)1.學(xué)會(huì)個(gè)人發(fā)展和團(tuán)隊(duì)合作，提高個(gè)人和團(tuán)隊(duì)的綜合素質(zhì)。2.學(xué)會(huì)與他人合作和溝通，建立良好的人際關(guān)系和團(tuán)隊(duì)合作氛圍。H10溝通1.學(xué)會(huì)進(jìn)行有效的溝通和表達(dá)，與客戶、同事和上級(jí)保持良好的溝通和協(xié)作。2.學(xué)會(huì)進(jìn)行跨文化溝通和合作，提高國際化視野和跨文化交流能力。M11項(xiàng)目管理1.學(xué)會(huì)進(jìn)行項(xiàng)目管理和組織，包括項(xiàng)目計(jì)劃、進(jìn)度控制、質(zhì)量管理等。2.學(xué)會(huì)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和管理，提高項(xiàng)目成功的概率和效率。L12終身學(xué)習(xí)1.學(xué)會(huì)進(jìn)行自我學(xué)習(xí)和自我提升，不斷提高自身的專業(yè)水平和創(chuàng)新能力。2.學(xué)會(huì)進(jìn)行終身學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展規(guī)劃，不斷拓展職業(yè)領(lǐng)域和發(fā)展空間。H注：“課程教學(xué)要求”欄中內(nèi)容為針對(duì)該課程適用專業(yè)的專業(yè)畢業(yè)要求與相關(guān)教學(xué)要求的具體描述?！瓣P(guān)聯(lián)程度”欄中字母表示二者關(guān)聯(lián)程度。關(guān)聯(lián)程度按高關(guān)聯(lián)、中關(guān)聯(lián)、低關(guān)聯(lián)三檔分別表示為“H”“M”或“L”。“課程教學(xué)要求”及“關(guān)聯(lián)程度”中的空白欄表示該課程與所對(duì)應(yīng)的專業(yè)畢業(yè)要求條目不相關(guān)。四、課程教學(xué)內(nèi)容章節(jié)名稱主要內(nèi)容重難點(diǎn)關(guān)鍵詞學(xué)時(shí)類型1緒論機(jī)器學(xué)習(xí)的基本定義機(jī)器學(xué)習(xí)的基本術(shù)語機(jī)器學(xué)習(xí)算法的分類學(xué)習(xí)模型的評(píng)價(jià)指標(biāo)學(xué)習(xí)模型的選擇機(jī)器學(xué)習(xí)的用途與發(fā)展簡史了解機(jī)器學(xué)習(xí)的基本定義、基本術(shù)語和算法的分類等；了解學(xué)習(xí)模型的評(píng)價(jià)指標(biāo)和選擇方法8理論+實(shí)操2線性模型與邏輯斯諦回歸線性模型的基本形式邏輯斯諦回歸熟悉線性模型的基本形式；了解邏輯斯諦回歸4理論+實(shí)操3決策樹決策樹的基本原理基本決策樹的改進(jìn)決策樹的MATLAB實(shí)現(xiàn)掌握樹模型決策過程；了解決策樹的基本框架、剪枝4理論+實(shí)操4貝葉斯分類器貝葉斯分類器的基本原理貝葉斯算法的MATLAB實(shí)現(xiàn)了解貝葉斯決策、樸素貝葉斯算法、正態(tài)貝葉斯等算法；掌握貝葉斯算法的MATLAB實(shí)現(xiàn)4理論+實(shí)操5k近鄰算法k近鄰算法的基本原理k近鄰算法算法的MATLAB實(shí)現(xiàn)了解k近鄰算法的基本流程、距離函數(shù)、判別函數(shù)等；掌握k近鄰算法算法的MATLAB實(shí)現(xiàn)4理論+實(shí)操6支持向量機(jī)支持向量機(jī)的基本原理核化支持向量機(jī)支持向量回歸模型支持向量機(jī)的MATLAB實(shí)現(xiàn)了解線性可分問題、線性不可分問題；掌握核化支持向量機(jī)、支持向量回歸模型；掌握支持向量機(jī)的MATLAB實(shí)現(xiàn)6理論+實(shí)操7人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)誤差逆?zhèn)鞑ニ惴˙P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的MATLAB實(shí)現(xiàn)掌握M-P神經(jīng)元、感知器模型、多層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；掌握BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的MATLAB實(shí)現(xiàn)6理論+實(shí)操8線性判別分析線性判別分析的基本原理線性判別分析的MATLAB實(shí)現(xiàn)了解線性判別分析的基本原理；掌握線性判別分析的MATLAB實(shí)現(xiàn)4理論+實(shí)操9主成分分析法主成分分析法的基本原理核主成分分析法PCA算法的MATLAB實(shí)現(xiàn)快速PCA算法及其MATLAB實(shí)現(xiàn)了解主成分分析法的基本原理；掌握核主成分分析法；掌握PCA算法的MATLAB實(shí)現(xiàn)、快速PCA算法及其MATLAB實(shí)現(xiàn)4理論+實(shí)操10聚類聚類的基本原理k-均值算法k-中心點(diǎn)算法了解聚類的基本原理；掌握k-均值算法和k-中心點(diǎn)算法4理論+實(shí)操11EM算法與高斯混合聚類高斯混合模型EM算法的推導(dǎo)EM算法的應(yīng)用GMM的MATLAB實(shí)現(xiàn)了解高斯混合模型；掌握EM算法的推導(dǎo)和應(yīng)用；掌握GMM的MATLAB實(shí)現(xiàn)7理論+實(shí)操12集成學(xué)習(xí)集成學(xué)習(xí)概述隨機(jī)森林AdaBoost算法掌握隨機(jī)森林、AdaBoost等算法的原理和應(yīng)用9理論+實(shí)操五、考核要求及成績?cè)u(píng)定序號(hào)成績類別考核方式考核要求權(quán)重（%）備注1期末成績期末考試大作業(yè)50百分制，60分為及格2平時(shí)成績實(shí)踐12次40優(yōu)、良、中、及格、不及格3平時(shí)表現(xiàn)出勤情況10兩次未參加課程則無法獲得學(xué)分注：此表中內(nèi)容為該課程的全部考核方式及其相關(guān)信息。六、學(xué)生學(xué)習(xí)建議學(xué)習(xí)方法建議1.依據(jù)專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合崗位技能職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，通過案例展開學(xué)習(xí)，將每個(gè)項(xiàng)目分成多個(gè)任務(wù)，系統(tǒng)化地學(xué)習(xí)。2.通過每個(gè)項(xiàng)目最后搭配的習(xí)題，鞏固知識(shí)點(diǎn)。3.了解行業(yè)企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，注重學(xué)習(xí)新技術(shù)、新工藝和新方法，根據(jù)教材中穿插設(shè)置的智能終端產(chǎn)品應(yīng)用相關(guān)實(shí)例，對(duì)已有技術(shù)持續(xù)進(jìn)行更新。4.通過開展課堂討論、實(shí)踐活動(dòng)，增強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，學(xué)會(huì)如何與他人合作、溝通、協(xié)調(diào)等等。學(xué)生課外閱讀參考資料《機(jī)器學(xué)習(xí)（MATLAB版）》，馬昌鳳，柯藝芬主編，2023年，電子工業(yè)出版社教材。七、課程改革與建設(shè)（1）通俗易懂，方便學(xué)習(xí)，構(gòu)建數(shù)字化資源，立體呈現(xiàn)教育信息化的特點(diǎn)，結(jié)合仿真軟件，充分提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率和積極性。（2）注重技能的養(yǎng)成和思維的拓展。通過引導(dǎo)式教學(xué)，設(shè)計(jì)包括引導(dǎo)問題、